CC BY
28
ЗЕМЛЕДЕЛИЕ
Известия ТСХА, выпуск 1, 2008 год
УДК 631.6.02:631.613:632.51
ДЕЙСТВИЕ ПРОТИВОЭРОЗИОННЫХ ПРИЕМОВ ОБРАБОТКИ НА ОБИЛИЕ И ВРЕДОНОСНОСТЬ СОРНОГО КОМПОНЕНТА НА СКЛОНОВЫХ ЗЕМЛЯХ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ
Г.И. БАЗДЫРЕВ, Е.В. КОПЫЛОВ (Кафедра земледелия и методики опытного дела)
В многолетнем стационарном опыте изучено действие длительного применения почвозащитных противоэрозионных приемов на обилие и вредоносность сорного компонента, а также урожайность с.-х. культур на склонах различной крутизны. Почвозащитные приемы улучшают агрофизические показатели плодородия почвы, однако негативной стороной их применения является ухудшение фитосанитарного потенциала. В связи с этим обеспечить получение планируемых урожаев полевых культур: сена многолетних трав 7-8 т/га, озимой пшеницы 4-4,5 т/га, яровых зерновых 3~4 т/га га возможно только при использовании дополнительных средств защиты растений — гербицидов.
Почвозащитные специализированные севообороты и приемы минимали-зации механической обработки, направленные на защиту почвы от эрозии, к сожалению, вызывают ухудшение фитосанитарного потенциала. В связи с этим эффективная система защиты растений от сорных растений, болезней и вредителей на склоновых землях является неотъемлемой составной частью технологии возделывания с.-х. культур и резервом повышения урожая выращиваемых культур. В условиях почвозащитного земледелия существенно изменяются экологические направления развития и продуктивности агрофитоценозов, характер и условие взаимоотношений культурного и сорного компонентов, усиливается агрессивность и вредоносность сорняков, болезней и вредителей. Система земледелия должна обеспечивать оптимальное состояние фитосанитарного потенциала посевов и почвы, способствовать уменьшению вредоносности сорных растений, стабилизации почвенного плодородия и повы-
шению урожайности сельскохозяйственных культур [1, 7, 9].
Условия и методика
Исследования проводили в 20042006 гг. в многолетнем стационарном полевом опыте. Опыт заложен в 1980 г. проф. И.С. Кочетовым на территории экспериментальной базы ((РГАУ -МСХА имени К.А.Тимирязева в почвозащитном пятипольном севообороте:
1 — овес; 2 — ячмень с подсевом многолетних трав; 3 — многолетние травы 1-го года пользования; 4 -— многолетние травы 2-го года пользования; 5 — озимая пшеница. Почвенный покров представлен сочетанием дерново-слабо- и среднеподзолистых почв, среднесмытых.
Схема двухфакторного опыта 6x2:
А. Система обработки: 1 — вспашка;
2 — вспашка + щелевание; 3 — плоскорезная + щелевание; 4 — плоскорезная + чизелевание; 5 — поверхностная + щелевание; б — поверхностная. В. Крутизна склона: 1 — 4"; 2 — 4°.
Вредоносность сорняков определяли методом закладки пробных площадок в 2006 г. в посевах ячменя. Было заложено 3 стационарных метровых площадки со следующими вариантами: 1 — контроль (без гербицидов); 2 — с применением гербицида общим фоном; 3 — ручная прополка.
Погодные условия вегетационных периодов 2004-2006 гг. различались как по температурному режиму, так и по режиму осадков, что неоднозначно сказалось на урожайности с.-х. культур. В 2004 г. количество осадков и температура были близки к среднемного-летним, что положительно повлияло на формирование урожая озимой пшеницы. Вегетационный период 2005 г. характеризовался избыточным увлажнением в начале вегетации и засушливыми условиями в июле - августе, что не позволило реализовать весь биологический потенциал овса. В 2006 г. метеорологические условия благоприятствовали росту и развитию ячменя и способствовали получению близкого к планируемому урожая.
Результаты исследований
Вредоносность сорного компонента определяется конкуренцией за факторы жизни и выражается в снижении урожайности с.-х. культур, ухудшении его качества и дополнительных материально-технических затратах на регулирование обилия сорных растений
Средняя урожайность в опыте составила 3,7 т/га, она зависела от вида прополки и вариантов обработки почвы (табл. 1): в контроле (без гербицидов) — 3,2 т/га, с применением гербицидов — 3,73, при ручной прополке — 3,96 т/га. Хозяйственная эффективность гербицидов составила — 117%, а ручной прополки — 124%. Эффективность гербицидов и ручных прополок зависела от почвозащитных приемов обработки почвы.
Так, в среднем по двум склонам прибавка урожая от применения гербицидов составила: при вспашке — 0,32 т/га (9%), при вспашке в сочетании со щелеванием — 0,22 т/га (6%), при плоскорезным обработкам в сочетании со щелеванием и чизелеванием — 0,56-0,66 т/га (18-20%), при поверхностной со щелеванием — 0,55 т/га (18%), при поверхностной — 0,72 т/га (35%) (рис. 1).
Почвозащитные приемы в первую очередь нуждались в защите посевов ячменя от сорняков. Урожайность в вариантах с применением гербицидов была в среднем на 5-7% ниже, чем в вариантах с ручной прополкой, что объясняется конкурентными взаимоотношениями посевов и сорняков. В варианте с ручной прополкой конкуренция отсутствовала, а при применении гербицидов постепенно затухала по мере гибели сорняков.
Установлено, что применение плоскорезных и поверхностных обработок
Таблица 1
Влияние противоэрозионных приемов обработки и способов прополки на урожайность ячменя (2006 г.) на склонах разной крутизны, т/га
Вариант обработки почвы (А)
Крутизна склона 4° (В) Крутизна склона 8° (В)
без гербицидов (контроль) с применением гербицидов ручная прополка без гербицидов (контроль) с применением гербицидов ручна; пропол!
4,03 4,46 4,77 2,92 3,91 4,25 4,55 3,02 3,95 4,71 4,83 3,02 3,61 3,89 4,17 2,58 3,45 4,13 4,06 2,59 3,64 4,16 4,45 2,22 НСР А =0,27; НСР В=0,35; НСР С=0,31 3.14 3,13 3,30 3,42 3,02 3.15 3,45 3,30 3,53 3,79 3,30 3,36
Вспашка
Вспашка + щелевание Плоскорезная + щелевание Плоскорезная + чизелевание Поверхностная + щелевание Поверхностная
Рис. 1. Хозяйственная эффективность гербицида
почвы усиливает вредоносность сорного компонента. Так, на естественном фоне засоренности двух склонов она возрастает, что приводит к снижению урожайности при плоскорезной обработке с чизелеванием на 0,35 т/га, при поверхностной со щелеванием — на 0,45, при поверхностной — на 0,54 т/га по сравнению с обычной вспашкой.
Таким образом, снижение урожайности ячменя зависит от приемов обработки почвы, обилия сорняков и крутизны склона. Агрессивность сорного компонента при безотвальных приемах значительно увеличивается. Применение гербицидов становится неотъемлемым средством борьбы с сорными растениями и возможностью получения планируемых урожаев.
Количественные учеты засоренности и определение структуры сорного компонента агрофитоценоза в посевах озимой пшеницы, овса и ячменя с подсевом многолетних трав показали преобладание следующих видов сорных растений: многолетние — Cirsium arvense, Agropyrum repens, Eguisetum arvense, Taraxacum officinalis, Planta-go major; малолетние — Poligonum convolvulus, Fumaria officinalis, Galium aparine, Matricaria inodora.
Засоренность выращиваемых культур в среднем по опыту составила: озимая пшеница — 85 шт/м2, овес — 147, ячмень — 260 шт/м2. Эти различия обусловлены прежде всего биологическими особенностями выращиваемых культур и экологическими условиями опыта.
Установлено, что на склонах разной крутизны применение почвозащитных безотвальных обработок приводит к увеличению численности сорняков в посевах полевых культур (табл. 2).
При возделывании озимой пшеницы общая численность сорных растений варьировала в вариантах от 50 до 117 шт/м2. Максимальное их количество на обоих склонах было отмечено в варианте с поверхностной обработкой в сочетании со щелеванием (117 и 86 шт/м2 на склонах крутизной 4' и 8° соответственно). Почвозащитные безотвальные обработки по сравнению с отвальными способствовали увеличению количества сорняков на склоне крутизной 4* на 20-30%, а на 8° на 4045% по отношению к контрольным вариантам. Общая характеристика склонов показывает их существенные различия, обилие как малолетних, так и многолетних сорняков на склоне 8° было меньше в среднем на 50% по сравнению со склоном 4°.
При возделывании овса после озимой пшеницы количество сорных растений существенно зависело от крутизны склона: при 4° численность сорняков составила 196 шт/м2, а при 8°, где конкуренция была выше, она снизилась 2 раза и составила 98 шт/м2 при одинаковой численности многолетников. Почвозащитные приемы способствовали увеличению численности сорняков на 10-20%.
В посевах ячменя характер засоренности сохранился и имел сущест-
Таблица 2
Влияние противоэрозионных обработок на засоренность посевов полевых культур, (шт/м2), 2004-2006 гг. Первый срок учета
Вариант обработки (А)
Озимая пшеница, 2004 г.
Овёс, 2005 г.
Ячмень с подсевом многолетних трав, 2006 г.
В среднем за 3 года
% к контролю
Крутизна склона 4° (В)
Вспашка (контроль) 86 193 213 164** 100
Вспашка + щелевание 89 175 235 166** 101
Плоскорезная + щелевание 95 200 309 201*;** 123
Плоскорезная + чизелевание 113 206 339 219*;** 134
Поверхностная + щелевание 117 205 385 236*;** 144
Поверхностная 105 194 409 236* 144
В среднем по склону 101 196 315 204*;** 124
Крутизна склона 8° (В)
Вспашка (контроль) 50 87 163 100** 100
Вспашка + щелевание 56 92 174 107** 107
Плоскорезная + щелевание 82 94 224 133*;** 133
Плоскорезная + чизелевание 68 96 257 140*;** 140
Поверхностная + щелевание 86 104 267 152*;** 152
Поверхностная 68 115 265 149*;** 149
В среднем по склону 68 98 225 130*;** 130
* Различия существенны при 5%-м уровне значимости по приемам обработки. ** Различия существенны при 5%-м уровне значимости по крутизне склона.
венные различия в зависимости от склона и приема обработки почвы. Засоренность ячменя была самой высокой за годы исследований и составила: на склоне крутизной 4° — 315 шт/м2, а на склоне 8° — 225 шт/м2. По конкурентноспособности культур можно построить ряд: озимая пшеница > овес > > ячмень.
Как показали наши наблюдения за три года численность сорняков увеличилась в 2,5-3 раза во всех вариантах. Самым эффективным сороочищающим приемом обработки оказалась обычная вспашка поперек склона, но ее действие на численность сорняков оказалось недостаточным, что вызывало необходимость применения дополнительных средств борьбы с сорняками — гербицидов.
Важным показателем оценки конкурентноспособности является накопление сухой массы сорными растениями. В годы проведения исследований накопления общей сухой массы было в пределах от 10 до 20 г/м2 (рис. 2) и коррелировало с численностью (коэф-
фициент корреляции г = 0,92), находясь с ней в тесной прямой связи.
Безотвальные приемы обработки способствовало увеличению накопления сухой массы сорных растений. Так, в вариантах с поверхностной обработкой и поверхностной в сочетании со щелеванием по сравнению с обычной обработкой (контролем) наполнение сухой массы было выше на склоне крутизной 4° на 20 и 33%, а на склоне крутизной 8° — в среднем на 87%. Близкие по зйачениям показатели были отмечены при плоскорезных обработках в сочетании со щелеванием и чи-зелеванием: на склоне крутизной 4° накопление сухой массы увеличивалось в среднем 1,15 раза, а при склоне 8° — в 1,6 раза.
С увеличением крутизны склона накопление сухой массы как малолетних, так и многолетних сорняков снижалось на 15-20%. В среднем по опыту при 4° оно составило 17,5 г/м2, при 8° — 15,3 г/м2. На склоне крутизной 8° отмечалось увеличение доли многолетних сорных растений в общей массе.
Рис. 2. Влияние почвозащитных приемов обработки почвы на накопление сухой массы сорными растениями на склонах разной крутизны, г/м2, 2004-2006 гг.
Так, если на склоне крутизной 4° накопление сухой массы многолетников составляло 39-42% от общей массы сорняков, то при увеличении крутизны оно достигало 55-58 %. Это связано с особенностями экологических условий произрастания некоторых видов, в т.ч. Eguisetum arvense, который быстрее набирал вегетативную массу на
более смытых и кислых почвах на склоне крутизной 8о, доля которого в общей массе возрастала.
Противоэрозионные обработки оказали существенное влияние на урожайность озимой пшеницы, овса и ячменя с подсевом многолетних трав. Это связано с изменениями экологических условий на обоих склонах, что обуслов-
лено разным обеспечением культурных растений факторами жизни: тепловым, световым и питательными режимами.
Реакция культур на крутизну склонов была различной: урожайность озимой пшеницы с увеличением крутизны склона существенно увеличивалась, а овса и ячменя, напротив, снижалась, что обусловлено разными экологическими условиями склонов и биологическими особенностями культур (табл. 3). Максимальная урожайность озимой пшеницы отмечена на склоне крутизной 8° при поверхностной обработке — 4,53 т/га, что было на 17% выше контрольного варианта. При плоскорезных обработках варьирование было незначительным и составлял 4,1-4,2 т/га на склоне крутизной 4° и 4,3-4,4 т/га на склоне 8°.
Влияние неблагоприятных агрометеорологических условий в период вегетации овса не позволило реализовать весь биологический потенциал продуктивности этой культуры. Наибольший выход продукции отмечен при поверхностной обработке обоих склонов: 2,44 и 2,57 т/га соответственно.
Близкие по значению показатели получены и при поверхностной обработке со щелеванием (2,31 и 2,20 т/га). Подтвердилась эффективность почвозащитных безотвальных приемов обработки в экстремальных условиях (плоскорезная обработка и ее сочетание со щелеванием и чизелеванием), прибавки урожая при которых составляли 0,3-0,4 т/га на обоих склонах, что обусловлено дополнительным накоплением (до 17-20 мм) и более рациональным использованием доступной влаги по сравнению со вспашкой
В 2006 г. погодные условия благоприятствовали росту и развитию ячменя с подсевом многолетних трав, что позволило получить близкую к планируемой урожайность зерна, которая по опыту составила в среднем 3,7 т/га, с колебаниями в зависимости от изучаемых вариантов от 2,92 до 4,28 т/га.
Получены существенные прибавки урожая при применении безотвальных почвозащитных технологий: по плоскорезной со щелеванием — 0,42 т/га; плоскорезной в сочетании с чизелева-нием — 0,55; а при ресурсосберегаю-
Таблица 3
Влияние противоэрозионных приемов обработки на урожайность полевых культур
на склонах разной крутизны, т/га
Вариант обработки (А) Озимая пшеница, 2004 г. Овес, 2005 г. Ячмень с подсевом многолетних трав, 2006 г. В среднем по обработкам, ткорм.ед/га Эффективность, т
Крутизна склона 4° (В)
Вспашка (контроль) 3,89 1,71 4,06 3,84 100
Вспашка + щелевание 3,93 2,04 3,87 3,89 101
Плоскорезная +щелевание 4,18 2,20 4,28 4,21 110
Плоскорезная + чизелевание 4,08 2,15 3,54 3,86 101
Поверхностная + щелевание 3,91 2,31 3,75 3,93 102
Поверхностная 3,99 2,44 3,79 4,02 105
В среднем по культуре 4,00 2,14 3,88 3,96 —
Крутизна склона о (В)
Вспашка (контроль) 3,86 1,83 2,92 3,41 100
Вспашка + щелевание 4,12 1,88 3,00 3,57 105
Плоскорезная +щелевание 4,38 1,98 3,30 3,84 113
Плоскорезная + чизелевание 4,34 2,19 3,42 3,94 116
Поверхностная + щелевание 4,18 2,20 3,02 3,71 109
Поверхностная 4,53 2,57 3,15 3,98 117
В среднем по культуре 4,24 2,11 3,14 3,74 —
НСРоб А 0,18 0,10 0,21 0,16
В 0,31 0,17 0,34 0,27
щих: поверхностной со щелеванием — 0,11, поверхностной — 0,25 т/га.
Продуктивность культур почвозащитного севооборота на склоновых землях была близка к расчетной и составляла на склоне крутизной 4° — 3,96, а на склоне 8° — 3,74 т корм. ед. с 1 га севооборотной площади.
Заключение
Таким образом, на склоновых землях применение безотвальных приемов обработки почвы приводит к увеличению количества сорняков на 20-30% и накоплению сухой массы сорных растений на 40-50% по сравнению с отвальными, при этом усиливается вредоносность и агрессивность сорного компонента агрофитоценоза. Хозяйственная эффективность гербицидов зависит от приемов обработки: при вспашке она составляет 0,32 т/га (9%), при плоскорезным обработкам — 0,56-0,66 т/га (18-20%), при поверхностным обработкам — 0,55-0,72 т/га (2035%). Применение гербицидов на фоне про-тивоэрозионных приемов обработки стало радикальным средством получения высоких урожаев с.-х. культур. Максимальный выход зерна за годы исследований при оценке севооборота обеспечивала плоскорезная обработка в сочетании со щелеванием (4,21 т корм, ед/га) и поверхностная обработка (4,02 т корм, ед/га) на склоне крутизной 4°. При увеличении крутизны склона до 8° наибольшая урожайность отмечена при поверхностной обработке, а также при плоскорезной в сочетании с чизелеванием (3,98 и 3,94 т корм, ед/га соответственно).
ЛИТЕРАТУРА
1. Баздырев Г.И., Зотов Л.И., Полин В. Д. Сорные растения и меры борьбы с ними в современном земледелии. М.: МСХА, 2004. — 2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: ВО Агропромиздат, 1985. — 3. Дудкин И.В.
Группировка сорных растений по отношению к экспозиции склонов // Инновационно-технологические основы развития земледелия, 2006. № 3. — 4. Житнеев О.А. О минимали-зации применения гербицидов на озимой пшенице в условиях интенсивной технологии возделывания / / Вопросы экологии в системе земледелия. Ставрополь, 1993. С. 115— 124. — 5. Жученко А.А. Ресурсный потенциал производства зерна в России (теория и практика). М.: ООО «Издательство Агрорус», 2004. — 6. Захаренко В.А. Фитосанитарное состояние агроэкосистем и потенциальные потери урожая от вредных организмов в земледелии в условиях многоукладной экономики России // Докл. РАСХН, 2004. Вып. 3. С. 11-15. — 7. Захаренко А.В. Теоретические основы управления сорным компонентом аг-рофитоценоза в системах земледелия. М.: Изд-во МСХА, 2000. — 8. Каштанов А.Н., Явтушенко B E. Агроэкология почв склонов. М.: Колос, 1997. — 9. Кочетов И.С. Агролан-дшафтное земледелие и эрозия почв в Центральном Нечерноземье. М.: Колос, 1999. — 10. Кузнецов М.С., Глазунов Г.П. Эрозия и охрана почв. М.: Колос, 2004. — 11. Муха В.Д. Эрозия почв и почвоводоохранное земледелие. Курск, 2000. — 12. Павликов М.А. Аг-роэкологическая и агрономическая эффективность почвозащитных приемов обработки почвы и средств химизации на склоновых землях. Канд. дисс. М.: МСХА, 2003 — 13. Прудникова А.Г.Теоретическое обоснование земледельческих технологий экологизации воспроизводства нормативного агрофизического состояния дерново-подзолистых почв в современных системах земледелия. Докт. дисс. Смоленск, 2004. — 14. Пупонин А.И., Смирнов Б.А., Чекрыжов А.Д., Захаренко А.В. Засорённость посевов и урожайность полевых культур при многолетнем применении различных систем минимальной обработки почвы и гербицидов // Изв. ТСХА, 1985. Вып. 1. С. 35-44. — 15. Pender J„ Hazell P. // International food policy research institution 2020 vision. Focus 4. — Washington. D.C.: IFPRI, 1999.
Рецензент — Б.А. Борисов
SUMMARY
During long-term stationary experiment the effect of long-term application of soil-protecting, anti-erosion practices on abundance and harmfulness of weed component and crop-capacity on slopes as well has been studied. Soil-protecting practices improve agro-physical indices of soil fertility, however, negative side-effect of their application is the worsening of phytosanitory potential. In connection with this to ensure obtaining planned harvest of crops: perennial grass hay — 7-8 tons per hectare, winter wheat — 4-4,5 tones per hectare spring cereals — 3-4 tons per hectare is only possible when using additional means of plant protection — the herbicides.
